DE3125409A1 - "turbofan-triebwerk mit schubverstaerkung" - Google Patents

Description

Turbofan-Triebwerk mit Schubverstärkung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Turbofan-Triebwerk mit Schubverstärkung und betrifft insbesondere eine Reserveregeleinrichtung zum Begrenzen der Pan-Überdrehzahl während des Schubverstärkungsbetriebes eines solchen Triebwerks.

Ein Gasturbinentriebwerk, das einen Fan antreibt und bei dem ein Teil der Fan-Luftströmung die Gasturbine oder das Kerntriebwerk umgeht, wird typischerweise als Turbofan-/ Bypass- oder TL-Triebwerk bezeichnet. In einem Mischströmungsgasturbinentriebwerk werden der Fan-Luftströmung und der Turbinenauslaßströmung gestattet, sich zu vermischen. Turbofan-

Triebwerke können eine Schubdüse mit veränderbarem Querschnitt zum Entwickeln des gewünschten Schubes haben. Solche Schubdüsen mit veränderbarem Querschnitt werden häufig bei Turbofan-Triebwerken benutzt, die eine Schubverstärkungsvorrichtung haben, wie beispielsweise einen Nachbrenner oder eine Vorturbineneinspritzung. Weitere Informationen über solche Turbofan-Triebwerke finden sich in den US-PSen 4 128 208 und 4 128 995, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten Bezug genommen wird.

Ein herkömmliches Hauptdrehzahlregelsystem, das bei Mischströmungs-Turbofan-Triebwerken benutzt wird, regelt die Bläser-Drehzahl durch Beeinflussung der Haupttriebwerksbrennstoff zufuhr und regelt den Fan-Arbeitspunkt, d.h. das Fan-Druckverhältnis, das in Beziehung zu der Fan-Leistungsfähigkeit und zu dem erforderlichen PumpspieIraum steht, durch Beeinflussung einer Schubdüse mit veränderbarem Querschnitt. Das ergibt zwei Regelkreise, die typischerweise durch eine einzige Triebwerksstromversorgungseinrichtung, wie beispielsweise einen durch das Triebwerk angetriebenen Wechselstromerzeuger, mit Strom versorgt werden. Wenn die Fan-Drehzahl in einem solchen System geregelt wird, wird die Kerntriebwerksdrehzahl durch aerodynamische Kopplung den stationären Wert suchen, der erforderlich ist, um die notwendige Energie zu liefern, damit der Fan-Läufer auf einer geregelten Drehzahl gehalten wird. Ein hydromechanischer Kerndrehzahlregler wird typischerweise benutzt, um die Kerndrehzahl auf einen sicheren Wert zu begrenzen. Dieser Wert liegt etwas über dem, den das Kerntriebwerk erreicht, wenn es in der oben beschriebenen typischen Fan-Drehzahl/Fan-Arbeitspunkt-Regelbetriebsart normal arbeitet.

Dieses herkömmliche Regelsystem ist im allgemeinen so ausgelegt, daß der Ausfall seiner elektrischen Stromversorgung

dazu führen wird, daß von der Drehzahlregelung des Fans auf die Drehzahlregelung des Kerntriebwerks übergegangen wird und daß es unmöglich ist, die Schubdüse mit veränderbarem Querschnitt in eine voll geschlossene Position zu bringen. Diese Unmöglichkeit ist erwünscht, um bei einem Ausfall der elektrischen Stromversorgung ausreichend Schub zur Verfugung zu stellen. Wenn es zu dem Ausfall der elektrischen Stromversorgung bei einer maximalen Leistungseinstellung ohne Schubverstärkung kommt, kehrt die Drehzahlregelung zu dem Kerntriebwerk zurück, was von einem geringfügigen Anstieg der Kerntriebwerksdrehzahl begleitet ist. Die Fan-Drehzahl wird durch aerodynamische Kopplung einen Wert suchen, welcher der der Fan-Turbine zugeführten Energie und dem Grcid der Fan-Drosseiung durch die Schubdüse entspricht. Die Schubdüsenposition ist in diesem Fall die voll geschlossene , so daß der Bläser etwas mehr als während des normalen Regelsystembetriebes gedrosselt wird, und die Fan-Drehzahl wird infolgedessen einen stationären Wert suchen, der deutlich innerhalb der Grenzen seiner Maximaldrehzahl liegen wird.

Das Schubverstärkerbrennnstoffzufuhrregelsystein von solchen Triebwerken wird typischerweise ebenfalls durch die oben erwähnte elektrische Triebwerksstromversorgungseinrichtung mit Strom versorgt, bei der es sich beispielsweise um einen vom Triebwerk angetriebenen Wechselstromerzeuger handeln kann. Das Schubverstärkerbrennstoffzufuhrregelsystem ist normalerweise so ausgelegt, daß sich der Minimalwert der Schubverstärkerbrennstoff zufuhr einstellt,, wenn die elektrische Stromversorgung ausfällt. Diese Auslegung ist für den Fall erforderlich, in welchem es zu einem Ausfall der elektrischen Stromversorgung kommt, während das Triebwerk mit Schubverstärkung arbeitet. Um zu vermeiden, daß der Fan bis in einen Pumpzustand gedrosselt wird, muß jedoch das System so ausgelegt sein, daß bei einem Ausfall der Stromversorgung die Schubverstärkerbrennstoffzufuhr von einem vorbestimmten Wert auf einen Mindestwert mit einer Geschwindigkeit verrin-

gert wird, die größer ist als die, mit der die Schubdüse mit veränderbarem Querschnitt auf einen Minimalquerschnitt, z.B. voll-geschlossen, geschlossen wird.

Die Notwendigkeit, die Schubverstärkerbrennstoffzufuhr mit einer Geschwindigkeit zu verringern," die größer ist als die Geschwindigkeit des Schließens der Schubdüse, erzeugt ein Potential für eine gefährliche Fan-Überdrehzahl. Dieses Überdrehzahlpotential ist während dieses Teils des Schubverstärkerbrennstoffzufuhr- und Schubdüsenquerschnittübergangsvorganges vorhanden, während welchem der Schubdüsenquerschnitt für die besondere Schubverstärkerbrennstoffzufuhr größer als normal ist. Wenn dieser Zustand vorhanden ist, ist die Fan-Drosselung viel geringer als normal, und die an der Fan-.Turbine verfügbare Energie ist etwas größer als normal. Das führt zu einer Beschleunigung des Fans auf eine übermäßige Drehzahl, d.h. es führt zu einem Fan-Überdrehzahlzustand. Solche Fan-Überdrehzahlzustände sind äußerst unerwünscht, weil diese Zustände im allgemeinen zu einer Beschädigung der Ausrüstung und zu einer schlechten Leistungsfähigkeit führen.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Regeleinrichtung für ein Turbofan-Triebwerk mit Schubverstärkung zu schaffen.

Die Erfindung schafft eine Reserveregeleinrichtung, die.die Fan-Überdrehzahl im Betrieb mit Schubverstärkung während des Ausfalls der elektrischen Stromversorgung begrenzt.

Die Reserveregeleinrichtung nach der Erfindung hat ein geringes Gewicht und benutzt bereits vorhandene Teile eines Hauptdrehzahlregelsystems.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Turbofan-Triebwerk mit Schubverstärkung geschaffen, das eine Haupttriebwerksbrennstoff zufuhr und eine Schubverstärkungsbrennstoffzufuhr hat. Das Triebwerk hat eine Hauptdrehzahlregeleinrichtung, die durch eine erste elektrische Stromversorgung gespeist wird, und eine Schubdüse mit veränderbarem Querschnitt. Die Fan-Drehzahl wird durch Beeinflussung der Haupttriebwerksbrennstoff zufuhr geregelt, wobei der Ausfall der elektrischen Stromversorgung der Hauptdrehzahlregeleinrichtung während des Betriebes mit Schubverstärkung zu einer Umsteuerung von der Fan-Drehzahlregelung auf die Kerntriebwerksdrehzahlregelung und zur Verringerung der Schubverstärkungsbrennstoff zufuhr führt» während die Schubdüse mit veränderbarem Querschnitt aus einer relativ offenen Stellung in eine relativ geschlossene Stellung umgeschaltet wird. Eine Reserveregeleinrichtung ist mit der Hauptdrehzahlregeleinrichtung verbunden, um während eines Ausfalls der elektrischen Stromversorgung der Hauptdrehzahlregeleinrichtung die Fan-Drehzahl im Schubverstärkungsbetrieb zu begrenzen, während die Schubdüse mit veränderbarem Querschnitt von der relativ offenen Stellung in die relativ geschlossene Stellung umgeschaltet und die Schubverstärkungsbrennstoffzufuhr von einem vorbestimmten Wert auf einen Minimalwert verringert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein als Beispiel gewähltes Turbofan-Triebwerk mit Schubverstärkung, für das die Regeleinrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Reserveregeleinrichtung nach der Erfindung in Kombination mit einem herkömmlichen Hauptdrehzahlregelsystem, wobei diese Kombination zur Verwendung bei dem Turbofan-Triebwerk von Fig.1 geeignet ist, und

Fig. 3A, 3B schematische Darstellungen eines Teils der Reserveregeleinrichtung von Fig. 2, wobei Fig. 3A die Wicklungsanordnung eines bekannten Nachsteuermotors zeigt, während Fig. 3B eine Ausführungsform einer Wicklungsanordnung eines Nachsteuermotors nach der Erfindung zeigt.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Turbofan-Triebwerks mit Schubverstärkung, auf das sich die Erfindung bezieht/ insgesamt mit 10 bezeichnet. Zu Darstellungszwecken ist das als Beispiel gewählte Triebwerk 10 als ein Mischströmungs-Turbofan-Triebwerk dargestellt. Das Turbofan-Triebwerk 10 hat ein Kerntriebwerk 12, das in Strömungsrichtung hintereinander einen Axialverdichter 14, einen Brenner 16 und eine Hochdruckturbine 18 aufweist. Die Hochdruckturbine 18 steht über eine Hochdruckturbinenwelle 22 in Antriebsverbindung mit dem Verdichter 14. Das Triebwerk 10 enthält außerdem ein Niederdrucksystem, das eine Niederdruckturbine 20 enthält. Die Niederdruckturbine 20 steht durch eine Niederdruckturbinenwelle 24 mit einem Fan 26 in Antriebsverbindung. Eine äussere Gondel 28 ist mit Abstand von dem Kerntriebwerk 12 angeordnet, so daß zwischen beiden ein Bypass- oder Mantelstromkanal 30 vorhanden ist.

Der Brennerabschnitt 16 hat Hauptbrennstoffdüsen 32, die die Hauptbrennstoffzufuhr des Triebwerks empfangen. Eine Schubverstärkungsvorrichtung 34 ist stromabwärts des Brenner-

abschnittes 16 vorgesehen. In dem als Beispiel gewählten Triebwerk 10 weist die Schubverstärkungsvorrichtung 34 Schubverstärkungsbrennstoffdüsen 36 auf. Die Schubverstärkungsbrennstoff düsen 36 empfangen die Schubverstärkungsbrennstoff zufuhr. Das Triebwerk 10 hat außerdem eine Schubdüse 38 mit veränderbarem Querschnitt.

Im Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Mischdurchströmungs-Turbofan-Triebwerks 10 tritt Luft in das Triebwerk ein und wird zuerst durch die Fan-Baugruppe 26 verdichtet. Ein erster Teil dieser verdichteten Luft tritt in den Bypass-Kanal 30 ein und verläßt anschließend den Bypass-Kanal 30 an einem Ort A. Ein weiterer Teil der verdichteten Fan-Luft tritt in einen Einlaß 40 ein'und wird durch den Verdichter 14 weiter verdichtet. Diese weiter verdichtete Luft wird in den Brenner 16 abgegeben, wo sie zur Erzeugung von Verbrennungsgasen hoher Energie mit Brennstoff verbrannt wird. Diese Verbrennungsgase gehen durch die Hochdruckturbine 18 hindurch und treiben diese an, die ihrerseits den Verdichter 14 antreibt. Die Verbrennungsgase gehen anschließend durch die Niederdruckturbine 24 hindurch und treiben diese an, die ihrerseits den Fan 26 antreibt. Diese Verbrennungsgase bewegen sich dann einen AbgasStrömungsweg entlang und treten an einem Ort B aus. Die an den Orten A und B dargestellten Strömungen liefern daher diskrete Vortriebskräfte. Die Mischströmung von den Orten A, B wird dann über die Schubdüse 38 mit veränderbarem Querschnitt abgegeben, wodurch die gewünschte Gesamtvortriebskraft geliefert wird.

Das Triebwerk 10 hat ein mit ihm gekuppeltes Getriebe 4 2. Das Getriebe 4 2 wird benutzt, um verschiedene Triebwerkszusatzgeräte anzutreiben. Das Getriebe 4 2 kann beispielsweise mit einem Wechselstromerzeuger 44 gekuppelt sein, der verschiedene Triebwerkszusatzgeräte mit elektrischem Strom versorgt.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Drehzahlregeleinrichtung für das Triebwerk 10 von Fig. 1 insgesamt mit 45 bezeichnet. Die Drehzahlregeleinrichtung 4 5 enthält eine herkömmliche Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 und außerdem eine Ausfuhrungsform einer Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 nach der Erfindung.

Die Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 enthält einen Maximal-Fan-Drehzahlführungsgrößengeber 52, der ein Signal 51 empfängt, das einen Triebwerksbetriebsparameter, wie beispielsweise die Fan-Einlaßtemperatur T2, darstellt. Der Maximal-Fan- Drehzahlführungsgrößengeber 52 erzeugt ein Ausgangssignal 52S, das die Maximal-Fan-Drehzahl in Abhängigkeit von einer besonderen Triebwerkseinlaßtemperatur darstellt. Ein Vergleicher 54 empfängt das Ausgangssignal 52S des Maximal-Fan-Drehzahlführungsgrößengebers 52. Ein herkömmlicher batteriebetriebener Fan-Drehzahlfühler (nicht gezeigt) liefert ein Signal 56, das die Ist-Fan-Drehzahl NF darstellt. Das Ist-Fan-Drehzahlsignal 56 wird an den Vergleicher 54 angelegt. Der Vergleicher 54 liefert ein Fehlersignal 54S, das die Differenz zwischen der Maximal-Fan-Drehzahlführungsgröße, Signal 52S/und der Ist-Fan-Drehzahl, Signal 5 6 darstellt. Eine herkömmliche Einstelleinrichtung (nicht gezeigt) liefert dem Vergleicher 54 ein Einstellsignal 54A-

Das Fan-Drehzahlfehlersignal 54S wird an einen zweiten Vergleicher. 55 angelegt. Der Vergleicher 55 empfängt außerdem ein herkömmliches Stabilisierungssignal 57. Das Stabilisierungssignal 57 kann ein Zumeßventilgeschwindigkeitssignal (nicht gezeigt) der Haupttriebwerksregeleinrichtung darstellen. Der zweite Vergleicher 55 erzeugt ein Ausgangssignal

55S, das an einen Nachsteuermotorverstärker 58 angelegt wird. Der Nachsteuermotorverstärker 58 erzeugt ein Ausgangssignal 58s, welches zu einem geeigneten Stromfluß in einer Nachsteuermotorwicklung 60 führt. Die Nachsteuermotorwicklung 60 ist Teil eines herkömmlichen Nachsteuermotors (nicht gezeigt) . Die Nachsteuermotorwicklung 60 ist typischerweise TuU der Haupttriebwerksregeleinrichtung und arbeitet als Teil eines herkömmlichen Servoventils (nicht gezeigt), um die Kerntriebwerksbrennstoffzufuhr auf den notwendigen Wert zu begrenzen, damit die durch den Führungsgrößengeber vorgegebene Maximal-Fan-Drehzahl aufrechterhalten wird. Das Fehlersignal 54S wird auf diese Weise benutzt, um die Haupttriebwerksbrennstoff zufuhr zu beeinflussen.

Die herkömmliche Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 von Fig.2 wird typischerweise durch den vom Triebwerk angetriebenen Wechselstromerzeuger 44, der ebenfalls in Fig. 1 gezeigt ist, mit elektrischem Strom versorgt. Der vom Triebwerk angetriebene Wechselstromerzeuger 44 speist eine Nachsteuermotorverstärkerstromversorgung 64, wie beispielsweise einem Gleichrichter, der schließlich den Nachsteuermotorverstärker 58 und damit die Nachsteuermotorwicklung 60 speist. Die Nachsteuermotorwlcklung 60 ist normalerweise so vorgespannt, daß die Haupttriebwerksbrennstoffzufuhr gesteigert wird, wenn der Stromfluß null oder die elektrische Stromversorgung ausgefallen ist. Bei einem Stromfluß von null oder einem Ausfall der elektrischen Stromversorgung dient als normale Reserve der mechanische Kerntriebwerksdrehzahlregler (nicht gezeigt). Der Ausfall der elektrischen Stromversorgung während des Betriebes des Triebwerks mit Schubverstärkung kann jedoch, wie oben erwähnt, zu einer starken Fan-Überdrehzahl führen.

Die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 nach der Erfindung wird nun beschrieben. Die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 ar-

beitet mit denselben Funktionselementen wie die Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50, weshalb, wo immer möglich, mit einem hochgesetzten Strich versehene Bezugszahlen zum Bezeichnen gleicher Elemente verwendet worden sind.

Die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 wird durch eine zweite Stromversorgungseinrichtung 82 mit Strom versorgt, die von dem durch das Triebwerk angetriebenen Wechselstromerzeuger 44 der Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 unabhängig ist. In einer Ausführungsform kann die unabhängige Stromversorgungseinrichtung 82 eine im Flugzeug angeordnete Stromversorgungseinrichtung sein, die beispielsweise 28 V Gleichspannung liefert.

Die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 enthält einen ersten Vergleicher 84, der eine Anzahl von Eingangssignalen empfängt. Ein Eingangssignal des Vergleichers 84 ist das Ist-Fan-Drehzahlsignal 56. Ein zweites Eingangssignal des Vergleichers 84 ist ein Drehzahlbezugssignal 85. Das Drehzahlbezugssignal 8 5 soll einen Drehzahlzustand darstellen, bei dem ein Korrekturvorgang erforderlich ist. Beispielsweise kann das Drehzahlbezugssignal 85 auf einen festen Wert eingestellt werden, der ungefähr 3% über dem Maximal-Fan-Drehzahlwert liegt, der durch die Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 eingestellt wird. Gemäß Fig. 2 kann das Drehzahlbezugssignal 85 beispielsweise mit 103% NF bezeichnet werden, wobei 100% NF die maximale Fan-Drehzahl darstellt. Das Ausgangssignal des Vergleichers 84 ist ein Fehlersignal 84s, das die Differenz zwischen der Ist-Fan-Drehzahl, Signal 56, und einem Drehzahlbezugssignal, Signal 85, darstellt. Das Fehlersignal 84S wird an einen zweiten Vergleicher 86 angelegt. Der zweite Vergleicher 86 empfängt außerdem das Stabilisierungssignal 57 aus der Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50. Das Ausgangssignal 86S des zweiten Vergleichers 86 wird an einen zweiten Nachsteuermotorverstärker 58* angelegt. Der Nachsteuermotorverstärker 58' versorgt eine Nachsteuer-

motorwicklung 60' in der Hauptdrehzahlregeleinrichtung mit dem geeigneten elektrischen Strom. Im folgenden ist noch näher dargelegt, daß die Nachsteuermotorwicklung 60' von Fig. 2 vorzugsweise eine zweite Wicklung umfaßt, die auf einen Nachsteuermotor (in Fig. 2 nicht gezeigt) arbeitet, der der Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 und der Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 gemeinsam ist.

Die als Beispiel dargestellte 28-V-Gleichstromversorgungseinrichtung 82 speist eine zweite Nachsteuermotorstromversorgungseinrichtung 64', die ihrerseits den Nachsteuermotorverstärker 58' speist. Ein Schalter 88 kann zwischen der Nachsteuermotorverstärkerstromversorgungseinrichtung 64' und dem Nachsteuermotorverstärker 58' angeordnet sein. Der Schalter 88 wird auf ein Fehlersignal 84S hin betätigt. Insbesondere bleibt der Schalter 88 offen, bis das Fehlersiynal 84S innerhalb eines vorbestimmten Bereiches des Drehzahlbezugssignals 85 liegt. Der Schalter 88 kann beispielsweise so eingestellt sein, daß er offen bleibt, bis das Fehlersignal 84S innerhalb von 1% der Maximal-Fan-Drehzahl NF liegt. Der Betrieb der Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 kann so blockiert werden, bis das Fehlersignal 84S innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist. Bei Bedarf kann die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 auf den Ein-Äus-Zustand der ersten elektrischen Stromversorgungseinrichtung 4 4 ansprechen. Beispielsweise kann die Reservedrehzahleinrichtung 80 außer Betrieb gesetzt werden, wenn die elektrische Stromversorgungseinrichtung 44 eingeschaltet ist, und in Betrieb gesetzt werden, wenn die elektrische Stromversorgungseinrichtung 44 ausgeschaltet ist.

Im Betrieb der Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 wird die Ist-Fan-Drehzahl durch den Batterie-Fan-Drehsahlfühler (nicht gezeigt) in Form des Signals 56 geliefert, und das sich ergebende Fehlersignal 84S ist normalerweise viel größer als 1% des Maximal-Fan-Drehzahlsignals NF. Unter diesen Um-

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ständen wird daher die Nachsteuermotorverstärkerstromversorgungseinrichtung 64' durch den Schalter 88 abgeschaltet, und der Strom in der Nachsteuermotorwicklung 60' ist null, so daß die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 nicht in die Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 eingreift, sofern nicht eine tatsächliche Fan-Uberdrehzahl vorhanden ist. Wenn jedoch die Ist-Fan-Drehzahl, die durch das Signal 56 dargestellt ist, das 103%-Bezugssignal 85 übersteigt, wird der Nachsteuermotorverstärker 58' das Fehlersignal 84S empfangen und der Wicklung 60' den nötigen Nachsteuermotorstrom liefern, um die Maximaldrehzahl auf 103% zu halten.

In einigen Fällen ist es zweckmäßig, eine Testschalterbaugruppe 90 vorzusehen, damit das richtige Arbeiten der Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 festgestellt werden kann. Durch Betätigung des Testschalters 90 kann ein Bezugswertverringerungssignal 9OR an den Vergleicher 84 angelegt werden. Dadurch empfängt er ein Bezugssignal, welches einen Nichtüberdrehzahlwert darstellt, so daß die Schaltung aktiviert wird, die dann die Fan-Drehzahl verringern sollte.

Die Fig. 3A und 3B zeigen eine bevorzugte Technik zum Erregen der Nachsteuermotorspulen von Fig. 2. Die Fig. 3A, 3B sollen die Art und Weise zeigen, auf die ein normalerweise

(Schaltmotor)
vorhandener Nachsteuermotor, der teilweise gezeigt ist, von einer Gleichsinnig-Parallel-Wicklungsanordnung auf eine Wicklungsanordnung umgestellt wird, die mit zwei gesonderten Eingangstreibern arbeitet, was keine neuen Triebwerksfühler erforderlich macht, aber zusätzliche Funktionen ergibt.

Eine bekannte Gleichsinnig-Parallel-Wicklungsanordnung ist in Fig. 3A gezeigt und insgesamt mit 100 bezeichnet. In Fig. 3A wird der Nachsteuermotorstrom an einem Punkt A den parallelen Wicklungen 102A, 102B zugeführt. Die Richtung und

die Größe des Stroms in den Wicklungen 1O2A, 1O2B legen dann die Position eines Strahlrohrankers 104 fest. Der Strahlrohranker 104 ist Teil eines Strahlrohrstellantriebs (nicht gezeigt), und die Position des Strahlrohres 104 ergibt eine vorbestimmte Brennstoffventilstellung. In der normalen Anordnung von Fig. 3A wird der über den Punkt A gehende Gesamtstrom auf die beiden elektrisch parallelgeschalteten Wicklungen 102A und 102B aufgeteilt.

In der in Fig. 3B gezeigten und insgesamt mit 110 bezeichneten Wicklungsanordnung können sich die Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 und die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 einen einzigen Nachsteuermotor teilen. Die Wicklungen 102A und 103B sind getrennt, und der Hauptdrehzahlregeleinrichtungsstrom aus dem Nachsteuermotorverstärker 58 wird weiterhin an dem Punkt A zugeführt.Der Reservedrehzahlregeleinrichtungsstrom aus dem Nachsteuermotorverstärker 58" wird nun jedoch an dem Punkt B angelegt. Die Wicklungen 102A und 102B entsprechen den Wicklungen 60 bzw. 60' von Fig. Das Strahlrohr 104 kann entweder durch die Wicklung 102A oder durch die Wicklung 102B in die geforderte Stellung gebracht werden. Im Betrieb wird jedoch nur in einer Wicklung gleichzeitig Strom fließen. Wenn die Hauptdrehzahlregeleinrichtung 50 arbeitet, wird der Strom an dem Punkt B null sein. Wenn die Reservedrehzahlregeleinrichtung 80 arbeitet, wird der Strom an dem Punkt A null sein.

Ein wichtiger Vorteil der Reservedrehzahlregeleinrichtung nach der Erfindung ist die Verwendung von normalerweise vorhandenen Fühlern, die batteriegespeist sind, und die Verwendung eines normalerweise vorhandenen Nachsteuermotors.

Der vorstehend verwendete Begriff "Signal" kann eine physikalische Größe bezeichnen, _wie beispielsweise die Bewegung

eines mechanischen Gestänges od.dgl., oder eine elektrische Größe, wie beispielsweise eine Spannung und/oder einen Strom. Weiter ist die Erfindung zwar in Verbindung mit einem Mischdurchströmungs-Turbofan-Triebwerk mit Schubverstärkung beschrieben worden, sie ist jedoch auch bei anderen Ausführungsformen von Turbofan-Triebwerken mit Schubverstärkung anwendbar.

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Claims (11)

1. Ansprüche:

   ( 1/.Turbofan-Triebwerk mit Schubverstärkung, das eine Haupttriebwerksbrennstoff zufuhr und eine Schubverstärkungsbrennstoff zufuhr hat, mit einer Hauptdrehzahlregeleinrichtung (50), die durch eine erste Stromversorgungseinrichtung (44) gespeist wird, und mit einer Schubdüse (38) mit veränderbarem Querschnitt, wobei die Fan-Drehzahl durch Beeinflussung der Haupttriebwerksbrennstoffzufuhr geregelt wird und wobei der Ausfall der elektrischen Stromversorgung der Hauptdrehzahlregeleinrichtung (50) während eines Betriebes mit Schubverstärkung zu einer Umsteuerung von der Fan-Drehzahlregelung auf die Kerntriebwerksdrehzahlregelung und zur Verringerung der Schubverstärkungsbrennstoffzufuhr führt, während die Schubdüse (38) mit veränderbarem Querschnitt aus einer relativ offenen Stellung in eine relativ geschlossene Stellung umgeschaltet wird, gekennzeichnet durch eine Reservedrehzahlregeleinrichtung (80) die mit der Hauptdrehzahlregeleinrichtung (50) verbunden ist, um die Fan-Drehzahl im Betrieb mit Schubverstärkung bei einem Ausfall der elektrischen Stromversorgung der Hauptdrehzahlregeleinrichtung (50) zu begrenzen, während die Schub-

   düse (38) mit veränderbarem Querschnitt aus der relativ offenen Stellung in die relativ geschlossene Stellung umgeschaltet und die Schubverstärkungsbrennstoffzufuhr von einem vorbestimmten Wert auf einen Minimalwert verringert wird.
2. 2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stromversorgungseinrichtung (44) ein vom Triebwerk (10) angetriebener Wechselstromerzeuger ist.
3. 3. Triebwerk nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite Stromversorgungseinrichtung (82) zum Speisen der Reservedrehzahlregeleinrichtung (80), wobei die zweite Stromversorgungseinrichtung von der ersten Stromversorgungseinrichtung (44) unabhängig ist.
4. 4. Triebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromversorgungseinrichtung (82) entfernt von dem Triebwerk (10) angeordnet ist.
5. 5. Triebwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Hauptdrehzahlregeleinrichtung (50) enthält: (i) eine Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals (56), das die Ist-Fan-Drehzahl (NF) darstellt,

   (ii) einen Maximal-Fan-Drehzalilfülirungsgrößengeber (52) , der auf einen Triebwerksbetriebsparameter (T2) hin ein zweites Signal (52S) erzeugt, das die maximal zulässige Fan-Drehzahl darstellt,

   (iii) einen ersten Vergleicher (54), der das erste und das zweite Signal (52S, 56) empfängt, diese miteinander vergleicht und ein drittes Signal (54S) erzeugt, das die Differenz zwischen ihnen darstellt,

   (iv) einen Nachsteuer- bzw. Schaltmotor (58') der auf das dritte Signal (54S) anspricht und durch die erste Stromversorgungseinrichtung (44) gespeist wird, um die Haupttriebwerksbrermstoffzufuhr gemäß dem dritten Signal zu beeinflussen, und
   b) die Reservedrehzahlregeleinrichtung (80) enthält:

   (i) eine Einrichtung zum Erzeugen eines vierten Signals (85), das eine Bezugs -Fan-Drehzahl (103% NF) darstellt, die einem vorbestimmten Fan-Drehzahlzustand entspricht,

   (ii) einen zweiten Vergleicher (84) , der das

   erste Signal (56) , welches die Ist-Fan-Drehzahl (NF) darstellt, und das vierte Signal (85), welches die Bezugs-Fan-Drehzahl darstellt, empfängt und ein fünftes Signal (84S) erzeugt, das einen Ist-Fan-Drtihzali],/-ustand darstellt, der größer als der Bezugs-Fan-Drehzahlzustand ist, und

   (iii) einen Nachsteuer- bzw. Schaltmotor (58¹) der auf das fünfte Signal anspricht und durch die zweite Stromversorgungseinrichtung (82) gespeist wird, um die Haupttriebwerksbrennstoffzufuhr gemäß dem fünften Signal (84S) zu beeinflussen.
6. 6. Triebwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Nachsteuermotoren (58, 58') aus einer einzigen Motoranordnung bestehen, die eine Motorwicklungsanordnung (60, 60') enthält.
7. 7. Triebwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwicklungsanordnung (60, 60') wenigstens zwei Wicklungen (102 A, 102 B) aufweist, die elektrisch getrennt und um eine Strahlrohrvorrichtung (104) gewickelt sind, wobei die Haupttriebwerksbrennstoffzufuhr durch die Stellung der

   Strahlrohrvorrichtung beeinflußt wird.
8. 8. Triebwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Signal (54S) an eine der Wicklungen angelegt wird, daß das fünfte Signal (84S) an die andere Wicklung angelegt wird und daß nur die eine Wicklung (60) erregt ist, wenn die erste Stromversorgungseinrichtung (4 4) in Betrieb ist, und nur die zweite Wicklung (6O¹), wenn die erste Stromversorgungseinrichtung nicht in Betrieb ist.
9. 9. Triebwerk nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Fan-Drehzahlzustand ein Fan-überdrehzahlzustand ist.
10. 10. Triebwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reservedrehzahlregeleinrichtung (8O) eine Vorrichtung (88) enthält zum Blockieren der Erregung der zweiten Wicklung (102B), bis das erste Signal (56) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches des Fan-Überdrehzahlzustandes ist.
11. 11. Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Mischdurchströmungsgasturbinentriebwerk (10) ist.